1
因為許多數(shù)字音頻電纜使用與模擬音頻相同的接插件(如卡農(nóng)口(XLR),蓮花口(RCA)等),不少人就用模擬電纜臨時代替數(shù)字電纜。雖然也能湊合,但必須認識到這樣做是非常錯誤的。模擬電纜和數(shù)字電纜有完全不同的阻抗要求,模擬電纜因為長度不同,在電纜各點上,阻抗在30到90歐姆之間變化,阻抗波動并不會影響模擬音頻的音質。而這對于數(shù)字音頻就很可怕,數(shù)字音頻信號是頻率很高(大約3MHz)的脈沖波,為了精確地傳輸信號,電纜必須與發(fā)送和接收設備匹配,整根電纜的阻抗必須保持一致。例如AES/EBU電纜必須從一端到另一端顯示恒定的110歐阻抗,這也是AES/EBU電纜要比外表差不多的麥克風電纜昂貴許多的原因。
如果用模擬電纜臨時代替數(shù)字電纜,會發(fā)生什么?首先由于阻抗不匹配,電纜中將產(chǎn)生駐波反射,“污染”信號,使脈沖波的輪廓模糊。污染同樣來自電纜的分布電容,它能降低電纜的高頻響應,影響脈沖的上升時間。脈沖波形高、低電壓的轉換定義出信號的0和1,如果受了不正確的阻抗和電容影響,脈沖信號被污染,接收端對信號的解讀就會出現(xiàn)誤差,出現(xiàn)時間上的前后偏移(叫做抖晃Jitter),降低了音頻的質量,甚至會出現(xiàn)錯碼。
制作電腦音樂離不開音頻電纜,它們沒有麥克風、合成器、調音臺、監(jiān)聽音箱等設備那樣具有引人注目的外形,經(jīng)常是一團亂麻一樣鋪得滿地。只要它們還在<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=工作&thisID=307",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>工作,沒有人為它們操許多心。一般用戶對設備比較經(jīng)心,對電纜比較馬虎,接通就行了,不大注意質量。如果所有設備的水平普遍低下,電纜的不足還顯不出來;如果工作室里的設備都很高級,劣質電纜就成了音質的“瓶頸”,大家將跟著它降級。這時對電纜<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=投資&thisID=106",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>投資更換就非常必要。
當前大量的數(shù)字音頻設備進入工作室,傳送數(shù)字音頻信號要用專門的電纜,正文之外專門有一段文字談到這一問題。
電纜解剖
模擬音頻電纜大致可以分為3類:麥克風電纜,吉他/線路電纜和音箱電纜。
音頻電纜的基本部分。中心是導體,音頻信號的載體。導體外部覆蓋著不導電的塑料或橡膠,再外面是由導體構成的屏蔽層,它一方面隔絕外界的干擾,另一方面構成信號的地線(回路)。最外面一層外皮可以保護內部各層,使電纜經(jīng)久耐用。
音頻電纜一般使用銅線作導體,因為它造價低,導電性好,比較柔韌。但是暴露在空氣中的銅容易被氧化而變成不良導體氧化銅,影響電流的傳導。
音頻電纜使用典型的幾種接插形式,麥克風通常使用卡農(nóng)口(XLR),線路連接使用大三芯(1/4")或蓮花口(RCA),音箱電纜的接頭經(jīng)常是裸銅線,有時也用香蕉插頭或其他插頭。高質量的電纜和接插件總是值得投資。一些接插件往往鍍金,在這里使用純金并不是為了奢侈,金是優(yōu)良的導體,非常穩(wěn)定,不會被氧化,又很柔軟,有極好的展延性。插頭插座結合時鍍金層的變形可以填充連接中的縫隙,保持最良好的連接。
線規(guī)尺寸
導線的規(guī)格根據(jù)心線直徑而定,習慣用AWG標準。American Wire Gauge(美國線規(guī))與公制的換算、相關的截面積、電阻率等<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=數(shù)據(jù)&thisID=310",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>數(shù)據(jù)參見下表:
英制AWG單股銅線尺寸表
AWG 外徑 截面積 電阻值
公制mm 英制inch (mm2) (Ω/km)
4/0 0.460 11.7 107 0.000161
3/0 0.410 10.4 85.0 0.000203
2/0 0.365 9.26 67.4 0.000256
1/0 0.325 8.25 53.5 0.000323
1 0.289 7.35 42.4 0.000407
2 0.258 6.54 33.6 0.000513
3 0.229 5.83 26.7 0.000647
4 0.204 5.19 21.1 0.000815
5 0.182 4.62 16.8 0.00103
6 0.162 4.11 13.3 0.00130
7 0.144 3.66 10.5 0.00163
8 0.128 3.26 8.36 0.00206
9 0.114 2.91 6.63 0.00260
10 0.102 2.59 5.26 0.00328
11 0.0907 2.30 4.17 0.00413
12 0.0808 2.05 3.31 0.00521
13 0.0720 1.83 2.62 0.00657
14 0.0641 1.63 2.08 0.00829
15 0.0571 1.45 1.65 0.0104
16 0.0508 1.29 1.31 0.0132
17 0.0453 1.15 1.04 0.0166
18 0.0403 1.02 0.823 0.0210
19 0.0359 0.912 0.653 0.0264
20 0.0320 0.812 0.518 0.0333
21 0.0285 0.723 0.410 0.0420
22 0.0253 0.644 0.326 0.0530
23 0.0226 0.573 0.258 0.0668
24 0.0201 0.511 0.205 0.0842
25 0.0179 0.455 0.162 0.106
26 0.0159 0.405 0.129 0.134
27 0.0142 0.361 0.102 0.169
28 0.0126 0.321 0.0810 0.213
29 0.0113 0.286 0.0642 0.268
30 0.0100 0.255 0.0509 0.339
31 0.00893 0.227 0.0404 0.427
32 0.00795 0.202 0.0320 0.538
33 0.00708 0.180 0.0254 0.679
34 0.00631 0.160 0.0201 0.856
35 0.00562 0.143 0.0160 1.08
36 0.00500 0.127 0.0127 1.36
37 0.00445 0.113 0.0100 1.72
38 0.00397 0.101 0.00797 2.16
39 0.00353 0.0897 0.00632 2.73
40 0.00314 0.0799 0.00501 3.44
屏 蔽
許多種類的干擾會影響電纜內音頻信號的傳送。常見的一類干擾來自無線<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=電信&thisID=39",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>電信號,英文Radio-frequency interference簡稱RFI。電纜如果撿拾到無線電臺發(fā)射的信號,經(jīng)過放大電路時就可能被檢波放大,混在音頻信號之中造成干擾。屏蔽不好的電纜猶如一根天線,很容易被無處不在的電波干擾。RFI是一種電磁波,同屬于電磁波干擾源的還有電動機線圈,熒光燈,霓虹燈等。另一類常見的干擾叫靜電(Electrostatic)干擾,來自電火花,靜電放電等。
電纜中間的屏蔽層能夠保護中心的導體免受上述幾類干擾,但是屏蔽層對某些類型的電磁波無效,只能用平衡傳送的方法來抵消它們(使兩條導線撿拾同樣的干擾,通過<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=變壓器&thisID=161",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>變壓器讓兩個干擾信號的方向相反,達到互相抵消的目的)。屏蔽線主要用于麥克風、吉他、線路電纜,因為這些信號源的電平都比較低,必須加以擴大,在擴大信號的同時,混進去的干擾信號同樣會被放大,造成嚴重的后果。
有一種屏蔽層用編織的細銅絲圍繞帶絕緣層的導體,編織層一般可以屏蔽導體表面的90%到97%,比例越高說明屏蔽得越完全。編織線屏蔽具有柔軟靈活,易彎曲,撓性好等優(yōu)點,大量應用在麥克風、吉他電纜上。廉價的電纜編織層稀疏,復蓋百分比小,留有很多未被屏蔽的縫隙,干擾信號經(jīng)?梢酝高^這些縫隙到達導體。這樣的電纜用過一段時期之后,由于經(jīng)常的彎曲使稀疏的編織層變得不平均,形成更大的空隙,屏蔽效果更差。
另一種類型的屏蔽層使用金屬箔卷繞,通常使用敷在聚酯膜上的鋁箔,比編織層屏蔽份量輕,成本低,而且可以做到100%的覆蓋。屏蔽箔通過一條特設的導流線接地,導流線和導體平行置放,如果你剝開這樣的電纜之后看到一條額外的導線,那就是導流線。金屬箔屏蔽的電纜不夠柔順,適合作固定安放,不適合經(jīng)常移動、卷繞的場合應用。如果將它們用作麥克風、吉他電纜,有可能發(fā)生屏蔽層斷裂的故障。
常見的音頻電纜內部有1或2條導體,單一導體的電纜只能傳送不平衡音頻信號,多用于電子樂器、吉他、和一些低檔次音頻設備,使用大二心或蓮花接插件。金屬箔屏蔽比編織型更多地使用在不平衡電纜。樂器音頻電纜(包括吉他、貝司)經(jīng)常按照最大的機械強度<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=設計&thisID=341",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>設計,不但屏蔽層被加強,外皮也特別厚。
平衡音頻電纜經(jīng)常用于專業(yè)設備,要求有2條導體,使用大三心或卡農(nóng)接插件。平衡電纜有多種不同的設計,屏蔽層可能是編織的或金屬箔卷繞,視用途而定。2條導線在電纜內絞繞在一起,有助于接收到相同的干擾信號,發(fā)揮平衡連接的好處。雙線電纜的變種是4線電纜,用2條并聯(lián)的導線代替單一導線,兩對導線同樣絞繞在一起,抵消干擾的效果更好。
麥克風可以使用雙線或4線的平衡電纜,高質量的電纜更加柔順耐用,而且能減少從電纜直接傳導到麥克風的噪聲?紤]到有可能在電磁干擾嚴重的場地使用,加強了屏蔽層。外皮的選材考慮到抵抗大力拉扯,粗暴對待或碾壓搓揉,以及寬范圍的溫度變化。
音箱電纜傳遞高電平信號,相比之下干擾信號微不足道,所以不需要屏蔽,但是音箱電纜有它自己的要求。比如導線的電阻對于麥克風電纜不很重要,但音箱線要通過大電流,阻抗的問題就很突出,原則上是越短越粗越好。這的注意的是有的音箱線端也裝有大二心或卡農(nóng)插頭,同麥克風線一樣,有時甚至外表也差不多。但它們所用的電纜完全不同,一定不要混淆或用錯。例如有的麥克風把屏蔽層當作第二導線使用,而音箱線要求兩條相同的導線。如果錯把麥克風線當作音箱線,就會有大電流從屏蔽層通過,而屏蔽層的設計沒有包括這樣的使用,結果輕則使功放和音箱的性能大幅度下降,嚴重時將危及設備。
電阻、容抗、感抗
對音頻電纜的傳輸要求是不丟失信號或盡量少丟失,電纜使用不同的導體、屏蔽層、絕緣體,就會具有不同的電阻、容抗、感抗,它們都對信號的傳輸產(chǎn)生影響。
阻抗包括電阻、容抗、感抗,以歐姆為單位。電阻很好理解,各種<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=材料&thisID=333",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>材料的導電性不同,同一種材料也因為線徑和長度的不同而具有不同的電阻。例如500尺16號線規(guī)的銅線電阻為4歐姆,線規(guī)號每增加或減小3號,電阻就加倍或減半。500尺13號線規(guī)的銅線電阻為2歐姆,19號線規(guī)的電阻為8歐姆,以此類推。這么小的電阻變化對麥克風或線路信號沒有多少影響,但對于音箱的影響就大了。音箱的阻抗一般在2至8歐,如果<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=我們&thisID=118",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>我們用一個4歐阻抗的音箱,電纜阻抗也是4歐,加起來就變成8歐,而且只有一半功率送到音箱,另外一半完全消耗在電纜中!
許多高質量的音箱電纜使用足夠的線徑(12到18AWG)和中等長度(少于100尺),細算起來,即使使用18號線,電阻仍有1.3歐,線路上將有一些功率損失。
在麥克風電纜中,容抗比電阻更成問題。中間隔著絕緣體的兩個金屬物體可以形成電容器,音頻電纜的屏蔽層和內部導體正好就是這樣的關系,因此整條電纜就形成一個大電容,以它的容抗阻擋交流電流的流動。容抗的大小與導體的絕緣材料有密切的關系。
根據(jù)電容的性質,頻率上升會使容抗減小,然而這一電容與電纜的電阻聯(lián)合將形成低通濾波器,電纜越長截止頻率點就越向下移,衰減越大。這是通常建議不用過長的電纜的重要理由。
導線的另一個屬性是感抗。音頻信號在導線中流通時產(chǎn)生隨電壓變化的磁場,物理學稱為“自感”。這一磁場對信號的通過產(chǎn)生阻力,它隨頻率的降低而變小,與電阻、容抗交互作用將產(chǎn)生復雜的結果。
在線路電平的電路中,由于電流弱,自感產(chǎn)生的磁場也不強;然而大電流信號(如揚聲器信號)的磁場就強大得多。使用高質量的音箱電纜可以減少自感磁場,改善音質。 自感產(chǎn)生的磁場可能影響到鄰近的電纜而成為干擾源,最有代表性的就是音箱線和電源線,所以要避免麥克風或線路電纜緊靠它們。
根據(jù)同樣的理由,避免把過長的音箱線盤卷起來,因為那樣就形成一個電感線圈,問題將更加嚴重。比較好的辦法是把電纜在地面擺成“S”形。
MIDI電纜
MIDI電纜是80年代音頻工程師的一個杰作,設計得非常高明,至今無懈可擊。
它雖然是數(shù)字電纜,但頻率不高(31.25KHz),仍可以使用音頻電纜。推薦的最大長度15米已經(jīng)可以滿足一般需要。
它使用的電流回路傳送比單線傳輸或平衡傳輸具有更高的抗干擾性。無論單線傳輸或平衡傳輸,屏蔽層是作為信號回路的地線。而在MIDI電纜的雙線中,信號電流從一條線送出,經(jīng)過負載(光耦)之后由另一條線返回而連通了電路,屏蔽層并不通過信號。干擾信號很難侵入。
MIDI電纜的屏蔽也比音頻電纜更合理。屏蔽層單端接地在音頻電路中只是個理想,但MIDI電纜輕易實現(xiàn)了,做法簡單得不可思議(規(guī)定輸入端的接地插腳懸空)。
MIDI連接使用光電耦合器徹底阻斷了兩臺設備之間的<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=電氣&thisID=322",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>電氣連接,因此各設備接地是否良好等對信號傳輸或噪聲指標毫無影響。
MIDI問世將近二十年來,從未聽說MIDI信號受干擾或MIDI干擾其他設備的投訴,足見這個設計經(jīng)得起考驗。
結構引起的噪聲
劣質電纜在彎曲或移動的時候,可以從揚聲器中聽到一些噪聲,這是因為電纜外皮里邊的內容結構過于松散。高質量的電纜內部結構緊湊,使用高品質的絕緣材料,而且經(jīng)常使用棉、麻、化纖等填充材料阻止內容物的移動。選擇用于麥克風、吉他等經(jīng)常需要移動的電纜使要特別留意這一問題?梢酝ㄟ^電纜的斷面,甚至剝開一定長度,以了解內部結構。也要避免使用其它電纜充當吉他電纜。一些錄音棚內使用的電纜沒有考慮到經(jīng)常要移動或彎曲,選用了較為廉價的電纜,它們的內部結構可能不夠緊密,可能沒有填充物。
電流問題
麥克風、線路、樂器的音頻電路都不存在電流問題,音箱電纜要傳送功率,有很大的電流通過。一般來說導體的尺寸大,容許通過的電流也就大。例如28號線允許3至5安培電流;4號線可以通過125到180安培電流。當然4號線給音箱用太過分,一般音箱使用10號到18號(允許電流10-20安培)就可以了。
緩解張力
設備後板的音頻電纜插頭負擔著地面以上部分電纜的重量,插頭根部的電纜彎曲成直角形,內部的導線和屏蔽層受到很大的張力,很容易發(fā)生斷裂。選用電纜的時候同時要注意到緩解張力的措施,例如有的插頭在根部備有橡膠的護套。模壓的插頭不能打開檢查或修理,強度也不如<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=焊接&thisID=282",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>焊接的那種。有一個常識問題:電纜所受的拉力應當由外皮和內部填充物承擔,它們能承受較大的拉力。而有些廉價的劣質電纜往往讓導線和插頭的焊接點首先受力,結果外表很好的電纜卻內部斷線報廢了。由此也引出另一個常識問題:插拔操作一定要捏住插頭,一定不要揪電纜。
進口電纜
注意消除不必要的張力。如果合成器或音源架得很高,電纜直垂到地,插頭要承受很大的重力。可以考慮將電纜綁在機架或琴架上,免除插頭處過大的張力。
我國的<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=市場&thisID=230",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>市場上可以買到物美價廉的音頻電纜,但如果不當心,也可能遇到極糟糕的劣等品,一定要嚴格檢驗把關。價格高出許多的進口電纜是真是假,質量高低也要細看。有趣的是美國的<SPAN id=test onmouseover='loadDiv("http://dg.711688--.net/Code/showDiv.asp?thisName=銷售&thisID=287",this)' style="COLOR: blue; LINE-HEIGHT: 24px; BORDER-BOTTOM: #ff0000 1px dotted; TEXT-ALIGN: left; TEXT-DECORATION: underline" onmouseout=hiddenDiv(this)>銷售商也打“進口電纜”的招牌推銷顯然昂貴的貨色,真是“天下老鴉一般黑”。美國市場上的進口電纜有時使用不同截面形狀的導體,如方形、扁形以減少導線的容抗和感抗;有的音箱線做成多根互相絕緣的形式以及減少自感;使用特殊材料的絕緣體和外皮減少容抗;使用金、銀等貴金屬作導體改善導電率等。是否需要購買昂貴的進口電纜,建議考慮以下幾點:誰給你當參謀?你的耳朵有多好?你的聽音環(huán)境如何?你的音頻設備品質如何?原文中說到:如果你為一套300美元的系統(tǒng)配一條1000美元的電纜,別盼望聲音會有什么改善。又打趣的說:如果你為買一對音箱線或一輛新吉普車拿不定主意,就太過火了!
比較定優(yōu)劣
如果你認識到音頻電纜的重要性,用較高質量的電纜替換掉湊合使用的劣質電纜而使得系統(tǒng)的音質有改善,這是很合算的升級。電纜的好壞很容易通過聲音比較出來,例如使用兩條不同的麥克風電纜錄同樣的素材,然后仔細聆聽錄音回放。或者聽一段熟悉的音樂,然后更換數(shù)條關鍵電纜再試聽。
幾件小事
大家都喜歡把電線搞得整齊一些,但切記不要把麥克風或線路電纜跟電源線、音箱線并行。實在沒有辦法安排時,讓它們成直角形交叉。數(shù)字電纜、模擬電纜、音箱電纜、電源線要明確分開,不得挪用。
定期清潔接插件,塵土和氧化會影響良好的接合。因此那怕是簡單地插拔幾次,也能起到“自潔”的作用。
盡量縮短電纜的長度。過長的電纜有更大的電阻和電容,能檢拾更多的干擾,有害無益。哪怕將來需要長線時還要接頭,也要忍痛下剪刀。
最后,給所有的電纜貼上標記。過幾個月,你開始忘記哪一條電纜是干什么的時候,標記會顯出它的用處。
2
3
解讀得很全面,也很詳細,希望樓主能夠繼續(xù)為我們音頻線的發(fā)展做出貢獻!
4